JPWO2012111102A1

JPWO2012111102A1 - ハイブリッド車両の排気浄化システムおよびその制御方法

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Publication number: JPWO2012111102A1
Application number: JP2012530038A
Authority: JP
Inventors: 浩司勝田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2014-07-03
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Abstract

ハイブリッド車両の排気浄化システムは、電源部から電力が供給され加熱される触媒装置（１４０）と、触媒装置の一方端を電源部の負極ノード（ＧＬ１）に接続する第１接続部（ＳＷ１）と、触媒装置の他方端を電源部の正極ノード（ＰＬ１）に接続する第２接続部（ＳＷ２）と、電源部からの漏電を検出する漏電検出部（８０）と、第１接続部および第２接続部の各々の開閉を制御する制御部（１５０）とを含む。制御部は、第１接続部および第２接続部のいずれか一方を閉じて他方を開いた漏電確認状態において漏電検出部によって漏電が検出されなかった場合には、他方を閉じて触媒装置に通電し、漏電確認状態において漏電が検出された場合には、触媒装置への通電を行なわない。

Description

この発明は、ハイブリッド車両の排気浄化システムおよびその制御方法に関し、特に、電力が供給され加熱される触媒装置を含むハイブリッド車両の排気浄化システムおよびその制御方法に関する。

一般的に、内燃機関を搭載する車両には、排気ガスを浄化するために触媒装置が設けられている。この触媒装置は、温度がある程度上昇しないと効果を発揮しないので、内燃機関のそばに配置され温度がすぐに高くなるように考慮されている。

しかし、内燃機関を始動した直後のまだ触媒装置が暖まっていない間は、浄化作用が完全ではない。また、モータのみでの走行が可能なハイブリッド自動車は、内燃機関を必要に応じて運転させるが、内燃機関を始動させるときに排気によって触媒装置が暖まっているとは限らない。このため、内燃機関を始動させる前に電力を用いて触媒装置を暖めておくことが検討されている。このような触媒装置は電気加熱式触媒（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＨｅａｔｅｄＣａｔａｌｙｓｔ、以下「ＥＨＣ」ともいう）と呼ばれる。ＥＨＣは、触媒装置自体に通電することにより発熱させるものである。

特開２０１０−２２３１５９号公報（特許文献１）は、ＥＨＣを搭載した車両において、ＥＨＣ通電時の漏電を防止しつつエミッションの悪化を抑制する技術を開示する。この技術では、プラグインハイブリッド車両において、ＥＣＵは、ＥＨＣへの通電要求時に先ず駆動電圧を５０Ｖに抑えた低電圧駆動を実行し、ＥＨＣの抵抗値に基づいてＥＨＣにおける凝縮水の結露に起因する漏電の発生有無を検出する。その結果、漏電が生じていると判別された場合には、ＥＨＣへの通電が禁止され、一方で、漏電が生じていないと判別された場合には、駆動電圧が通常駆動時の２００Ｖに昇圧されることによって、ＥＨＣによる触媒暖機が実行される。

特開２０１０−２２３１５９号公報特開２００２−２１５４１号公報特開２００３−２７８５２８号公報特開平６−１７６９７号公報

上記の技術では、高圧電源とＥＨＣがＥＨＣ駆動装置を介して接続されている状態で、漏電等を検知するとＥＨＣへの通電を遮断するものであるため、高圧電源の保護が十分でない可能性がある。ＥＨＣにおける漏電の検出については、高圧電源の保護に関しまだ改善の余地がある。

この発明の目的は、漏電発生時の高圧電源の保護が強化されたハイブリッド車両の排気浄化システムおよびその制御方法を提供することである。

この発明は、要約すると、電源部と、電源部から電力を受けるモータと、モータに併用される内燃機関とを含むハイブリッド車両の排気浄化システムであって、電源部から電力が供給され加熱される触媒装置と、触媒装置の一方端を電源部の負極ノードに接続する第１接続部と、触媒装置の他方端を電源部の正極ノードに接続する第２接続部と、電源部からの漏電を検出する漏電検出部と、第１接続部および第２接続部の各々の開閉を制御する制御部とを含む。制御部は、第１接続部および第２接続部のいずれか一方を閉じて他方を開いた漏電確認状態において漏電検出部によって漏電が検出されなかった場合には、他方を閉じて触媒装置に通電し、漏電確認状態において漏電が検出された場合には、触媒装置への通電を行なわない。

好ましくは、制御部は、漏電確認状態において第１接続部が閉じて第２接続部が開くように第１接続部および第２接続部の制御を行なう。

好ましくは、漏電検出部は、電源部からの漏電と触媒装置からの漏電との両方を検出する。

好ましくは、漏電検出部は、第１接続部と第２接続部を開いた状態で電源部からの漏電を検出し、その後漏電確認状態において第１接続部が閉じて第２接続部が開くように第１接続部および第２接続部の制御を行って触媒装置からの漏電を検出する。

この発明は、他の局面では、上記いずれかの排気浄化システムを含むハイブリッド車両である。

この発明はさらに他の局面では、蓄電装置を含む電源部と、電源部によって駆動されるモータと、モータに併用される内燃機関とを含むハイブリッド車両の排気浄化システムの制御方法である。排気浄化システムは、電源部から電力が供給され加熱される触媒装置と、触媒装置の一方端を電源部の負極ノードに接続する第１接続部と、触媒装置の他方端を電源部の正極ノードに接続する第２接続部と、電源部からの漏電を検出する漏電検出部と、第１接続部および第２接続部の各々の開閉を制御する制御部とを含む。制御方法は、第１接続部および第２接続部のいずれか一方を閉じて他方を開いた漏電確認状態に排気浄化システムを設定するステップと、漏電検出部によって漏電を検出するステップと、漏電を検出するステップにおいて、漏電が検出されなかった場合には、他方を閉じて触媒装置に通電し、漏電が検出された場合には、触媒装置への通電を行なわないように、第１接続部および第２接続部を制御するステップとを含む。

本発明によれば、漏電発生時の高圧電源の保護が強化されたハイブリッド車両の排気浄化システムおよびその制御方法を提供することである。

本発明の実施の形態の排気浄化システムが適用されるハイブリッド車の全体ブロック図である。図１の排気管の伸長方向に沿ったＥＨＣ１４０の概略構成を示した断面図である。ＥＨＣにおける漏電の発生と高圧電源の短絡について説明するための図である。図３のリーク検出部８０の構成を示す回路図である。図３で説明した漏電検出のシーケンスを説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、本発明の実施の形態の排気浄化システムが適用されるハイブリッド車の全体ブロック図である。

図１を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１０と、モータジェネレータＭＧ１と、モータジェネレータＭＧ２と、動力分割機構４０と、減速機５０と、駆動輪５５とを含む。

エンジン１０は、燃焼室に吸入された空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギによって、クランクシャフトを回転させる駆動力を発生する内燃機関である。モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２は、交流電動機であり、たとえば、三相交流同期電動機である。

ハイブリッド車両１は、エンジン１０およびモータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する駆動力は、動力分割機構４０によって２経路に分割される。すなわち、一方は減速機５０を介して駆動輪５５へ駆動力が伝達される経路であり、もう一方はモータジェネレータＭＧ１へ駆動力が伝達される経路である。

動力分割機構４０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤで構成される遊星歯車を含む。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータＭＧ１の回転軸に連結される。リングギヤはモータジェネレータＭＧ２の回転軸および減速機５０に連結される。

そして、エンジン１０、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２が、動力分割機構４０を介して連結されることによって、エンジン１０、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２の回転速度は、共線図において直線で結ばれる関係になる。

ハイブリッド車両１は、インバータ６０と、電源部７５をさらに含む。電源部７５は、平滑コンデンサＣ１と、電圧コンバータ９０と、システムメインリレー７２と、蓄電装置７０とを含む。

インバータ６０は、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２の駆動を制御する。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電する。モータジェネレータＭＧ１によって発電された電力は、インバータ６０により交流から直流に変換され、蓄電装置７０に蓄えられる。

モータジェネレータＭＧ２は、蓄電装置７０に蓄えられた電力およびモータジェネレータＭＧ１により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、モータジェネレータＭＧ２の駆動力は、減速機５０を介して駆動輪５５に伝達される。なお、図１では、駆動輪５５は前輪として示されているが、前輪に代えて、または前輪とともに、モータジェネレータＭＧ２によって後輪を駆動してもよい。

なお、車両の制動時等には、減速機５０を介して駆動輪５５によりモータジェネレータＭＧ２が駆動され、モータジェネレータＭＧ２が発電機として動作する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、車両の運動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとしても機能する。そして、モータジェネレータＭＧ２により発電された電力は、蓄電装置７０に蓄えられる。

蓄電装置７０としては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。

インバータ６０は、インバータ６０−１と、インバータ６０−２とを含む。インバータ６０−１およびインバータ６０−２は、電圧コンバータ９０に対して互いに並列に接続される。

インバータ６０−１は、電圧コンバータ９０とモータジェネレータＭＧ１との間に設けられる。インバータ６０−１は、電子制御ユニット（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ、以下「ＥＣＵ」という）１５０からの制御信号Ｓ１に基づいてモータジェネレータＭＧ１の駆動を制御する。

インバータ６０−２は、電圧コンバータ９０とモータジェネレータＭＧ２との間に設けられる。インバータ６０−２は、ＥＣＵ１５０からの制御信号Ｓ２に基づいてモータジェネレータＭＧ２の駆動を制御する。

電圧コンバータ９０は、蓄電装置７０とインバータ６０との間で電圧変換を行なう。電圧コンバータ９０は、蓄電装置７０の電圧（より正確には、正極線ＰＬ０と負極線ＧＬ０との間の電圧）をＥＣＵ１５０からの制御信号Ｓ３が示す目標電圧値となるように昇圧してインバータ６０に出力する。これにより、正極線ＰＬ１と負極線ＧＬ０との電圧（以下、「高圧側の直流電圧ＶＨ」あるいは単に「電圧ＶＨ」ともいう）は、制御信号Ｓ３が示す目標電圧値に制御される。

平滑コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１および負極線ＧＬ１の間に接続される。なお、負極線ＧＬ１と負極線ＧＬ０とは、電圧コンバータ９０の内部で接続されている。平滑コンデンサＣ１は、高圧側の直流電圧ＶＨを平滑する。

また、ハイブリッド車両１は、電流センサ１２０、電圧センサ１２１、回転速度センサ１２２，１２３，１２４、温度センサ１２５をさらに含む。

電圧センサ１２１は、蓄電装置７０の端子間の電圧ＶＢを測定する。電流センサ１２０は、電圧センサ１２１とともに蓄電装置７０の充電状態（ＳＯＣ：ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ）を監視するために、蓄電装置７０に流れる電流ＩＢを検知する。

回転速度センサ１２２，１２３，１２４は、それぞれエンジン１０の回転速度Ｎｅ、モータジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍ１、モータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２を検出する。温度センサ１２５は、ＥＨＣ１４０の温度Ｔｅｈｃを検出する。これらの各センサは、検出結果をＥＣＵ１５０に送信する。

ＥＣＵ１５０は、図示しないＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。あるいは、ＥＣＵ１５０の少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。

ＥＣＵ１５０は、各センサなどの情報に基づいて上述した制御信号Ｓ０〜Ｓ４を生成し、その生成した制御信号Ｓ０〜Ｓ４を各機器に出力する。たとえば、ＥＣＵ１５０は、各センサなどの情報に基づいてモータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴｇｃｏｍおよびモータジェネレータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍｃｏｍを設定し、モータジェネレータＭＧ１のトルクＴｇをトルク指令値Ｔｇｃｏｍに一致させる制御信号Ｓ１およびモータジェネレータＭＧ２のトルクＴｍをトルク指令値Ｔｍｃｏｍに一致させる制御信号Ｓ２を生成して、それぞれインバータ６０−１、インバータ６０−２に出力する。また、ＥＣＵ１５０は、各センサなどの情報に基づいてエンジン１０の燃料噴射量の指令値を設定し、エンジン１０の実際の燃料噴射量をその指令値に一致させる制御信号Ｓ４を生成してエンジン１０に出力する。

また、ＥＣＵ１５０は、制御信号Ｓ５によって電気加熱式触媒（ＥＨＣ）１４０の通電も制御する。エンジン１０から排出される排気ガスは、排気通路１３０を通って大気に排出される。排気通路１３０の途中には、ＥＨＣ１４０が設けられている。

ＥＨＣ１４０は、排気ガスを浄化する触媒を電気によって加熱が可能に構成される。ＥＨＣ１４０は、ジャンクションボックス１００、電圧コンバータ９０およびシステムメインリレー７２を経由して蓄電装置７０に接続され、供給された電力で触媒を加熱する。ＥＨＣ１４０に設けられた触媒が加熱されるので浄化性能が向上される。なお、ＥＨＣ１４０には、種々の公知のＥＨＣを適用することができる。

システムメインリレー７２は、制御信号Ｓ０に基づいてオン／オフを切り替えることができる。ジャンクションボックス１００は、制御信号Ｓ５に基づいてＥＨＣ１４０に電力を供給するか否かを切り替えることができる。後に図３で説明するように、ジャンクションボックス１００は、正極線ＰＬ１との接続と負極線ＧＬ１との接続をリレーＳＷ１，ＳＷ２によって独立して制御可能なように構成されている。なお、ＥＨＣ１４０への電源供給元を正極線ＰＬ１および負極線ＧＬ１に代えて正極線ＰＬ０および負極線ＧＬ０にしても良い。

図２は、図１の排気管の伸長方向に沿ったＥＨＣ１４０の概略構成を示した断面図である。

図２を参照して、ＥＨＣ１４０は、ケース４１０、絶縁部材４２０、ＥＨＣ担体４３０、温度センサ１２５Ａ，１２５Ｂ、正電極４５０、正電極皮膜部４６０、負電極４７０及び負電極皮膜部４８０を含んで構成される。ＥＨＣ１４０は、電気加熱式触媒装置の一例である。

ケース４１０は、たとえばステンレスなどの金属材料で構成されたＥＨＣ１４０の筐体であり、その上下流側の端部において、連結部材（図示せず）を介して図１の排気通路１３０と接続されている。

絶縁部材４２０は、ケース４１０の内周面を覆うように設置されており、断熱性と共に電気的絶縁性を有している。絶縁部材４２０としては、たとえば、アルミナなどの絶縁材料が用いられる。

ＥＨＣ担体４３０は、排気方向と直交する断面がハニカム状をなす導電性の触媒担体である。なお、担体とは吸着や触媒活性を示す物質を固定する（担持する）土台となる物質のことをいう。ＥＨＣ担体４３０には、図示しない酸化触媒が担持されており、ＥＨＣ４３０を通過する排気を適宜浄化可能に構成されている。尚、ＥＨＣ担体４３０に担持される触媒は、三元触媒であってもよい。

正電極４５０は、一方端がＥＨＣ担体４３０の排気上流側の端部近傍に固定された正電圧印加用の電極である。正電極４５０の他方端は、図１のリレーＳＷ２に接続されている。尚、正電極４５０は、一部が電気的絶縁性を有する樹脂製の正電極皮膜部４６０に覆われており、ケース４１０と正電極４５０とが電気的絶縁状態に維持されている。

上流側温度センサ１２５Ａは、ＥＨＣ担体４３０より上流の排気管内に配置され、ＥＨＣ担体４３０の近傍の温度を検出可能に構成されたセンサである。上流側温度センサ１２５Ａは、図１のＥＣＵ１５０と電気的に接続されており、検出された温度は、ＥＣＵ１５０により一定又は不定の周期で参照される。

負電極４７０は、一方端がＥＨＣ担体４３０の排気下流側の端部近傍に固定された基準電位供給用の電極である。負電極４７０の他方端は、図１のリレーＳＷ１に接続されている。尚、負電極４７０は、一部が電気的絶縁性を有する樹脂製の負電極皮膜部４８０に覆われており、ケース４１０と負電極４７０とが電気的絶縁状態に維持されている。

下流側温度センサ１２５Ｂは、ＥＨＣ担体４３０より下流の排気管内に配置され、ＥＨＣ担体４３０の近傍の温度を検出可能に構成されたセンサである。下流側温度センサ１２５Ｂは、ＥＣＵ１５０と電気的に接続されており、検出された温度は、ＥＣＵ１５０により一定又は不定の周期で参照される。

このような構成を有するＥＨＣ１４０では、負電極４７０の電位を基準として正電極４５０に正の電圧が印加された場合に、導電性のＥＨＣ担体４３０に電流が流れ、ＥＨＣ担体４３０が発熱する。この発熱によりＥＨＣ担体４３０に担持された酸化触媒の昇温が促され、ＥＨＣ１４０は速やかに触媒活性状態に移行する。

尚、このようなＥＨＣ１４０の構成は、一例に過ぎず、例えばＥＨＣ担体の構成及び各電極の配置及び制御態様などは公知の種々の態様であってもよい。

ここで、ＥＨＣ１４０では、その熱容量を十分に担保する目的から、ＥＨＣ担体４３０として、電気抵抗が比較的大きい素材（例えば、セラミックス）が使用されている。

また、正電極４５０と負電極４７０との間には、直流駆動電圧Ｖｅｈｃが供給される。ＥＨＣ担体４３０には、この直流駆動電圧Ｖｅｈｃに応じた駆動電流Ｉｅｈｃが生じ、この駆動電流ＩｅｈｃとＥＨＣ担体４３０の電気抵抗Ｒｅｈｃにより生じる熱量に応じてＥＨＣ担体４３０が発熱する。

図３は、ＥＨＣにおける漏電の発生と高圧電源の短絡について説明するための図である。

図３を参照して、蓄電装置７０の負極には接地ノード（ボディアース）との間に直列にコンデンサ８３とリーク検出部８０とが接続されている。

ジャンクションボックス１００は、正極線ＰＬ１をＥＨＣ１４０の正電極４５０に接続するリレーＳＷ２と、負極線ＧＬ１をＥＨＣ１４０の負電極４７０に接続するリレーＳＷ１と、リレーＳＷ１に直列接続されたフューズＦ１とを含む。

ここで、ＥＨＣ１４０のポイントＰ１において漏電が発生し、ポイントＰ２においても漏電が発生し、ポイントＰ３においてボディアースに接続された状態になっているとする。この時に、リレーＳＷ１とリレーＳＷ２とを同時に接続してしまうと、正極線ＰＬ１と負極線ＧＬ１がＥＨＣ１４０の抵抗体を経由せずにケースによって短絡する。すると蓄電装置７０に過大な電流が流れる可能性があるので蓄電装置７０を保護する必要がある。またケースはボディアースに接続されているので、ボディアースにも蓄電装置７０の高電圧が印加される恐れがある。

しかし、ＥＨＣ１４０部分にリーク検出部８０とは別に他のリーク検出部を設けるのでは、回路が増加し車両の製造コストが上昇する。

そこで、本実施の形態の排気浄化システムでは、リレーＳＷ１を閉じた状態とする一方でリレーＳＷ２を開いた状態として、リーク検出部８０によるリーク検出を行なう。この状態でリーク検出を行なえば、正電極４５０に高電圧がかかっていないので、蓄電装置７０から電流が流れることはない。すなわち、ポイントＰ１およびＰ２の２か所で漏電が発生していたとしても、リレーＳＷ２が開いていることにより蓄電装置７０の正極から負極に至る電流経路が形成されないので、蓄電装置７０から電流が流れることはない。また、リーク検出部８０によってＥＨＣ１４０に発生した漏電も検出できるので新たなリーク検出部を設ける必要がない。

図４は、図３のリーク検出部８０の構成を示す回路図である。
図４を参照して、回路系２００は図１に示す車両システムを１つの機能ブロックにより示したものである。また、図４に示す接地ノードは車両においてはボディアース（車体）に対応する。

リーク検出部８０は、信号発生部である発振回路８１と、検出抵抗８２と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）８４と、オフセット回路および増幅回路からなる回路ブロック８５と、過電圧保護用ダイオード８７と、抵抗８６と、コンデンサ８８と、制御回路１１０とを含む。

発振回路８１は、ノードＮＡに所定周波数（所定周期Ｔｐ）で変化するパルス信号ＳＩＧを印加する。検出抵抗８２は、ノードＮＡおよびノードＮ１の間に接続される。カップリングコンデンサ８３は、漏電検出対象となる蓄電装置７０とノードＮ１との間に接続される。バンドパスフィルタ８４は、ノードＮ１に入力端子が接続され、ノードＮ２に出力端子が接続される。バンドパスフィルタ８４の通過帯域周波数は、パルス信号ＳＩＧの周波数に合わせて設計される。

回路ブロック８５は、ノードＮ２とノードＮ３との間に接続される。回路ブロック８５は、バンドパスフィルタ８４を通過したパルス信号のうち、絶縁抵抗検出時に設定されるしきい値電圧付近の電圧変化を増幅する。過電圧保護用ダイオード８７は、定電圧ノードにカソードが接続され、ノードＮＢにアノードが接続されて、サージ電圧（高電圧，負電圧）を除去する。抵抗８６はノードＮ３とノードＮＢとの間に接続される。コンデンサ８８はノードＮＢと接地ノードとの間に接続される。抵抗８６およびコンデンサ８８は、回路ブロック８５から出力される信号のノイズを除去するフィルタとして機能する。

制御回路１１０は、発振回路８１を制御する。また制御回路１１０は、ノードＮＢの電圧を検出して、検出電圧に基づいて絶縁抵抗Ｒｉの低下を検出する。制御回路１１０は、発振指令部１１１と、Ａ／Ｄ変換部１１２と、判定部１１３とを含む。

発振指令部１１１は、発振回路８１に対してパルス信号ＳＩＧを発生するよう指示を与えるとともに、パルス信号ＳＩＧのデューティ比を変更するよう指示する。Ａ／Ｄ変換部１１２は所定のサンプリング周期Ｔｓにより検出したノードＮＢの電圧（検出電圧）をＡ／Ｄ変換する。サンプリング周期Ｔｓはパルス信号ＳＩＧの周期Ｔｐよりも十分短いのでノードＮＢの最大電圧（ピーク電圧Ｖｐ）および最小電圧を検出できる。判定部１１３は、Ａ／Ｄ変換部１１２から取得したピーク電圧Ｖｐの値と、しきい値とを比較する。これにより、制御回路１１０は、絶縁抵抗Ｒｉの低下有無を検出する。

次に、絶縁抵抗Ｒｉの低下を検出する動作について説明する。発振回路８１によって発生されたパルス信号ＳＩＧは、検出抵抗８２、カップリングコンデンサ８３、絶縁抵抗Ｒｉ、およびバンドパスフィルタ８４を含んで構成された直列回路に印加される。これにより、検出抵抗８２およびカップリングコンデンサ８３の接続点に相当するノードＮ１には、絶縁抵抗Ｒｉおよび検出抵抗８２（抵抗値Ｒｄ）の分圧比：Ｒｉ／（Ｒｄ＋Ｒｉ）とパルス信号ＳＩＧの振幅（電源電圧である電圧＋Ｂ）との積に関連する値を波高値とするパルス電圧が発生する。なお電圧＋Ｂは、たとえば補機バッテリの電圧としてもよいが、これに限定されるものではない。

ノードＮ１に発生したパルス電圧は、バンドパスフィルタ８４によってパルス信号ＳＩＧの周波数以外の成分が減衰される。バンドパスフィルタ８４を通過したパルス信号ＳＩＧのうち、しきい値電圧付近の電圧変化のみが回路ブロック８５によって増幅される。回路ブロック８５から出力される信号はノードＮＢに伝達される。ノードＮ３からノードＮＢに信号が伝達されるに際して、過電圧保護用ダイオード８７によりサージ電圧が除去されるとともに、抵抗８６およびコンデンサ８８によってノイズが除去される。

絶縁抵抗Ｒｉの正常時には、Ｒｉ＞＞Ｒｄである。Ｒｉが高くなるに従って、ピーク電圧Ｖｐは電圧＋Ｂにほぼ等しくなる。一方、絶縁抵抗Ｒｉの低下時には、分圧比：Ｒｉ／（Ｒｄ＋Ｒｉ）が低下するので、ピーク電圧Ｖｐが低下する。ピーク電圧Ｖｐの低下を検出することにより、漏電の発生を検出することができる。

図５は、図３で説明した漏電検出のシーケンスを説明するためのフローチャートである。

図５を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳＴ１において、図１のＥＣＵ１５０は、運転者が車両の起動スイッチを操作することにより信号ＩＧがＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化したか否かを検出する。ＯＦＦ状態からＯＮ状態への変化が検出されない間には、ステップＳＴ１の処理が繰り返し実行される。

ステップＳＴ１において信号ＩＧがＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化したことが検出された場合には、ステップＳＴ２に処理が進む。ステップＳＴ２では、ＥＣＵ１５０は、図３のリレーＳＷ１およびリレーＳＷ２をともにＯＦＦ状態に制御する。

そしてステップＳＴ３に処理が進み、ＥＣＵ１５０は、システムメインリレー（ＳＭＲ）の接続シーケンスを開始する。この接続シーケンスは、コンデンサＣ０，Ｃ１のチャージ時にスパークが発生しないように、まず制限抵抗を介した接続を行ない、コンデンサＣ０，Ｃ１に蓄電装置７０から充電が行なわれたあとに、制限抵抗を介さず接続されるようにシステムメインリレー７２が制御される。

好ましくは、リレーＳＷ１，ＳＷ２が共に開状態であるときに、この接続シーケンス中において、ＥＨＣ１４０以外の部分の漏電検出をリーク検出部８０で行なっておくと良い。たとえば、最初にＧＬ１を制限抵抗を介して蓄電装置７０の負極につなぎ、蓄電装置７０の正極は開放状態となるようにシステムメインリレー７２を制御し、この状態で漏電検出をしておけばよい。そして、漏電が検出されなかったときは蓄電装置７０の正極が電圧コンバータ９０に接続される。

ステップＳＴ４では、システムメインリレー７２の接続処理が完了したか否かが判断される。ステップＳＴ４でまだコンデンサＣ０，Ｃ１の充電が不十分である場合には、ステップＳＴ４で時間待ちが行なわれる。ステップＳＴ４では、システムメインリレー７２の接続処理が完了したと判断された場合には、ステップＳＴ５に処理が進む。

ステップＳＴ５では、図３のリレーＳＷ１がＯＦＦ状態からＯＮ状態になるように制御が行なわれる。そして、ステップＳＴ６では、図４で説明した漏電検出のシーケンスが開始される。

そして、ステップＳＴ７において漏電検出動作の結果が漏電ありであったか否かが判断される。ステップＳＴ７において漏電なしと判断された場合にはステップＳＴ８に処理が進む。ステップＳＴ８では、リレーＳＷ２もＯＦＦ状態からＯＮ状態になるように制御が行なわれる。そしてステップＳＴ９においてＥＨＣに通電が可能となる。

一方、ステップＳＴ７において漏電ありと判断された場合にはステップＳＴ１０に処理が進む。ステップＳＴ１０では、リレーＳＷ１をＯＮ状態からＯＦＦ状態になるように制御が行なわれる。そしてステップＳＴ１１においてＥＨＣへの通電が禁止される。

ステップＳＴ９またはステップＳＴ１１の処理の次にはステップＳＴ１２に処理が進み、制御はメインルーチンに戻される。メインルーチンでは、漏電が検出されていれば、警告ランプなどにより、運転者に異常が報知されたり、異常の履歴が記憶されたりする。

以上説明したシーケンスで漏電検出を行なうことで、ＥＨＣ部分に特別な漏電検出部を設けなくても蓄電装置７０のリーク検出部８０をＥＨＣの漏電検出に共用することができる。これにより、コストの上昇を避けつつ、車両の信頼性を高めることができる。また、正極線ＰＬ１をＥＨＣ１４０に接続する前にリーク検出部８０によってＥＨＣ１４０の漏電を検出するので、正極線ＰＬ１と負極線ＧＬ１の短絡を避けることができ蓄電装置７０の保護を図ることができる。

今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ハイブリッド車両、１０エンジン、４０動力分割機構、５０減速機、５５駆動輪、６０インバータ、７０蓄電装置、７２システムメインリレー、７５電源部、８０リーク検出部、８１発振回路、８２検出抵抗、８３カップリングコンデンサ、８４バンドパスフィルタ、８５回路ブロック、８６抵抗、８７過電圧保護用ダイオード、８８，Ｃ０，Ｃ１コンデンサ、９０電圧コンバータ、１００ジャンクションボックス、１１０制御回路、１１１発振指令部、１１２Ａ／Ｄ変換部、１１３判定部、１２０電流センサ、１２１電圧センサ、１２２，１２３，１２４回転速度センサ、１２５，１２５Ａ，１２５Ｂ温度センサ、１３０排気通路、２００回路系、４１０ケース、４２０絶縁部材、４３０ＥＨＣ担体、４５０正電極、４６０正電極皮膜部、４７０負電極、４８０負電極皮膜部、Ｃ１平滑コンデンサ、Ｆ１フューズ、ＧＬ０，ＧＬ１負極線、ＭＧ１，ＭＧ２モータジェネレータ、ＰＬ０，ＰＬ１正極線、ＳＷ１，ＳＷ２リレー。

Claims

電源部（７５）と、前記電源部から電力を受けるモータ（ＭＧ２）と、前記モータに併用される内燃機関（１０）とを含むハイブリッド車両の排気浄化システムであって、
前記電源部から電力が供給され加熱される触媒装置（１４０）と、
前記触媒装置の一方端を前記電源部の負極ノード（ＧＬ１）に接続する第１接続部（ＳＷ１）と、
前記触媒装置の他方端を前記電源部の正極ノード（ＰＬ１）に接続する第２接続部（ＳＷ２）と、
前記電源部からの漏電を検出する漏電検出部（８０）と、
前記第１接続部および前記第２接続部の各々の開閉を制御する制御部（１５０）とを備え、
前記制御部は、前記第１接続部および前記第２接続部のいずれか一方を閉じて他方を開いた漏電確認状態において前記漏電検出部によって漏電が検出されなかった場合には、前記他方を閉じて前記触媒装置に通電し、前記漏電確認状態において漏電が検出された場合には、前記触媒装置への通電を行なわない、ハイブリッド車両の排気浄化システム。
前記制御部は、前記漏電確認状態において前記第１接続部が閉じて前記第２接続部が開くように前記第１接続部および前記第２接続部の制御を行なう、請求項１に記載のハイブリッド車両の排気浄化システム。
前記漏電検出部は、前記電源部からの漏電と前記触媒装置からの漏電との両方を検出する、請求項１に記載のハイブリッド車両の排気浄化システム。
前記漏電検出部は、前記第１接続部と前記第２接続部を開いた状態で前記電源部からの漏電を検出し、その後前記漏電確認状態において前記第１接続部が閉じて前記第２接続部が開くように前記第１接続部および前記第２接続部の制御を行って前記触媒装置からの漏電を検出する、請求項１に記載のハイブリッド車両の排気浄化システム。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の排気浄化システムを備えるハイブリッド車両。
蓄電装置を含む電源部と、前記電源部によって駆動されるモータと、前記モータに併用される内燃機関とを含むハイブリッド車両の排気浄化システムの制御方法であって、
前記排気浄化システムは、
前記電源部から電力が供給され加熱される触媒装置と、
前記触媒装置の一方端を前記電源部の負極ノードに接続する第１接続部と、
前記触媒装置の他方端を前記電源部の正極ノードに接続する第２接続部と、
前記電源部からの漏電を検出する漏電検出部と、
前記第１接続部および前記第２接続部の各々の開閉を制御する制御部とを含み、
前記制御方法は、
前記第１接続部および前記第２接続部のいずれか一方を閉じて他方を開いた漏電確認状態に前記排気浄化システムを設定するステップと、
前記漏電検出部によって漏電を検出するステップと、
前記漏電を検出するステップにおいて、漏電が検出されなかった場合には、前記他方を閉じて前記触媒装置に通電し、漏電が検出された場合には、前記触媒装置への通電を行なわないように、前記第１接続部および前記第２接続部を制御するステップとを備える、ハイブリッド車両の排気浄化システムの制御方法。